【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製品の製造に用いられるリソグラフィ用マスクに関し、さらに詳しくは、納期を厳守し安価に供給し得るフォトマスクの製作に適用できるマスクの製造方法、および特殊なマスク構造で検査、修正が困難である次世代マスクの製作に適用できるマスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、半導体、ＬＳＩ等の製造に用いられているフォトマスクは、石英ガラス等の透明基板上に、クロム等の金属薄膜をスパッタリング法等の真空成膜法により堆積してパターン形成膜である遮光膜を形成し、その遮光膜上に、光または電子線エネルギーに感光するフォトレジストまたは電子線レジストを塗布し、半導体デバイス設計データに基づいたマスクパターンデータをマスク描画用のレーザ描画装置または電子線描画装置等にてパターン露光描画した後、現像処理してレジストパターンを形成し、次にこのレジストパターンをエッチング用マスクとして、ウエットエッチングまたはドライエッチングにより遮光膜をエッチングしてパターニングする。その後、レジスト膜を剥離除去し、洗浄後、寸法・位置精度検査、パターン形状等の欠陥検査を行ない、検出されたパターン欠陥をレーザあるいはＦＩＢ（集束イオンビーム）等で修正を行ない、最終的な洗浄後、ペリクルを装着し、最終的な外観、異物検査を経てユーザーに供給していた。
【０００３】
このマスク製作には、多数の工程を経ることから長時間を要し、またマスクへの要求精度が上がるにつれ、微細なパターン欠陥も修正することが求められるようになっている。
しかしながら、描画プロセスでのレジスト塗布時における異物付着や、電子線描画装置のように真空中で描画する装置等でのプレート搬入時における異物付着、またレジスト現像処理プロセスでのレジスト残渣等や、クロム膜等の遮光膜ドライエッチング装置での異物発生により、例えばポジ型レジストを用いた場合において、本来はパターンの無い所に余剰な遮光膜パターンが形成されるため、製作されたマスクのほとんどに余剰欠陥（黒点欠陥）が存在するという問題点があった。
【０００４】
そのため、従来のフォトマスク製造プロセスで作製されたマスクは、すべて高精度の欠陥検査装置で検査し、検出された余剰欠陥は集束イオンビームやレ−ザを用いた欠陥修正装置で修正することが不可欠となっている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、パターンつぶれ等の修正不可能な致命的欠陥もあり、はじめから再作製が必要な製品もあり、マスクの納期の保証ができないことや再作製のために価格的にも高価なものとなってしまい、顧客の要求に対応できない状況にきているという問題点があった。
【０００５】
一方、半導体製造のために用いられるリソグラフィ技術として、光露光に使う光の波長は短いほど解像度を上げることができるので、露光波長はｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）となり、さらにＦ２ エキシマレーザ（１５７ｎｍ）が開発されている。そうして、次世代リソグラフィ技術としてのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、ＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）等の開発が進められている。ＥＵＶやＥＰＬリソグラフィに用いられる次世代マスクは、マスク材料や構造が従来のマスクと異なり、現状ではマスク修正技術が確立されていないので、マスク欠陥の発生は致命的な欠陥となる。そのため上記のマスク製作には、余剰欠陥を発生させないマスク製作技術が要求されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−６４２７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、半導体製品製造用フォトマスク（レチクル）の製造には、描画装置、レジスト処理装置、高精度欠陥検査装置、高精度欠陥修正装置、洗浄装置等の高価な設備が必要であり、またこれらの装置による製造・検査工程を経ることにより、マスクの納期も長くなり、マスク単価も高価なものとなる。
現状のマスク製造プロセスでは、ほとんどのマスクでパターン欠陥が発生し、その欠陥発生原因は、描画プロセス、レジスト処理プロセス、ドライエッチングプロセスでの異物付着により発生する局所的遮光膜残りの余剰パターン欠陥があり、すべてのマスクにとってパターン欠陥検査装置と欠陥の除去修正装置の使用は不可欠となっている。また、致命的な欠陥発生時には描画から再作製となるため、大幅な納期遅れとコスト高になるという問題があった。
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、マスク製造工程における検査、修正プロセスを省略することができ、高価な高精度欠陥検査装置や欠陥修正装置を必要とせず、確実な納期で安価にマスク製作することが可能となる、プロセス起因の欠陥の無いマスク製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、マスク製作プロセスにおいて、プロセス欠陥がランダムに発生することに着目し、パターン描画、レジスト現像処理、遮光膜エッチング処理を２回以上繰り返すことにより、同一場所にパターン欠陥が再び発生しないことに基づくものである。
そこで、マスク製作プロセスを２回以上繰り返すことにより、１回目のマスクパターン形成プロセスで生じた余剰欠陥は、２回目のマスクパターン形成プロセスで取り除かれて、余剰欠陥が無くなり、その結果、マスク製作におけるパターン欠陥検査工程および欠陥修正工程が不要となるようにするものである。
従来の１回のマスク製作プロセスで発生するランダムな余剰欠陥の検出に用いられた、高価で検査時間のかかる高精度欠陥検査装置や、その検査結果に基づいて修正する欠陥修正装置が不要となるばかりでなく、修正不可能な致命的欠陥の発生による再作製がなくなることから、またマスク製作プロセスを２回以上まわすことで欠陥の無いマスクが確実に製作できることから、決められた納期で低価格のマスク供給が可能となる。
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わるフォトマスクの製造方法は、リソグラフィ用マスクの製作において、パターン形成膜を有する基板上にレジストを塗布し、パターン露光描画し、レジストを現像してレジストパターンを形成し、パターン形成膜をエッチングした後、レジスト剥離、洗浄してマスクパターンを形成し、次に前記マスクパターンを設けた基板上に再度レジストを塗布し、前記マスクパターンと重ね合わせた後、前記露光描画と同じ描画データで再露光描画を行ない、現像してレジストパターンを形成し、再度パターン形成膜をエッチングした後、レジスト剥離、洗浄してマスクパターンを形成するマスク製造方法で、１枚のマスク製作にレジスト塗布、パターン露光描画、レジスト現像、エッチングおよびレジスト剥離処理を２回以上行なうようにしたものである。
【００１０】
請求項２の発明に係わるフォトマスクの製造方法は、リソグラフィ用マスクの製作において、パターン形成膜を有する基板上にレジストを塗布し、任意の露光量またはドーズ量でパターン露光描画し、レジストを現像してレジストパターンを形成し、パターン形成膜をエッチングした後、レジスト剥離、洗浄してマスクパターンを形成し、該マスクパターンのパターン寸法測定後、再度レジストを塗布し、前記露光量またはドーズ量と条件を変更し、前記マスクパターンと重ね合わせた後、前記露光描画と同じ描画データで再露光描画を行ない、現像してレジストパターンを形成し、再度パターン形成膜をエッチングした後、レジスト剥離、洗浄してマスクパターンを形成するマスク製造方法で、描画時の露光量またはドーズ量を変更して、１枚のマスク製作にレジスト塗布、パターン露光描画、レジスト現像、エッチングおよびレジスト剥離処理を２回以上行なうようにしたものである。
【００１１】
請求項３の発明に係わるフォトマスクの製造方法は、リソグラフィ用マスクの製作において、パターン形成膜を有する基板上にポジレジストを塗布し、求められる白部パターン寸法仕様の許容範囲内の最小値を目標にした露光量またはドーズ量でパターン露光描画し、レジストを現像してレジストパターンを形成し、パターン形成膜をエッチングした後、レジスト剥離、洗浄してマスクパターンを形成し、該マスクパターンのパターン寸法測定後、再度ポジレジストを塗布し、前記の露光量またはドーズ量と前記パターン寸法を参考に最終要求寸法値になる露光量またはドーズ量に条件を変更し、前記マスクパターンと重ね合わせた後、前記露光描画と同じ描画データで再露光描画を行ない、現像してレジストパターンを形成し、再度パターン形成膜をエッチングした後、レジスト剥離、洗浄してマスクパターンを形成するマスク製造方法で、描画時の露光量またはドーズ量を変更して、１枚のマスク製作にレジスト塗布、パターン露光描画、レジスト現像、エッチングおよびレジスト剥離処理を２回以上行なうようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明を半導体集積回路の製造工程の露光工程において、所定の集積回路パターンをウェハ上に転写する原版としてのフォトマスク（レチクル）の場合を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は本発明の製造方法の一実施形態を説明する模式的な工程図である。
【００１３】
石英ガラス基板等の透明基板１の一主面上にパターン形成膜であるクロム単層膜、クロム／酸化クロムの２層膜、酸化クロム／クロム／酸化クロムの３層膜等の遮光膜２を設けたマスクブランクスを用意し（図１（ａ））、その遮光膜２上に、スピンコーター等を用いてポジ型電子線レジストを塗布し、レジスト膜３を形成する（図１（ｂ））。
【００１４】
次に、１回目のパターン露光描画４の描画条件を、本実施例のフォトマスクに要求される最終的な白部パターン寸法仕様の許容範囲値内の最小値を目標にして、電子線のドーズ量を設定して描画する（図１（ｃ））。
電子線描画の場合、ロードロックにレジスト塗布基板を挿入し、ロードロックチャンバーの真空圧を描画チャンバー圧と同等レベルにまで減圧してから、基板を挿入し、電子線描画４を行なう。この際、チャンバー内に気流の移動が発生することから、描画プロセスでの異物５の付着が発生する。これらの付着異物５は、パターン描画の電子線をさえぎり、その下のレジストは露光されない。
【００１５】
電子線描画終了後、レジスト現像プロセスにてレジストパターン６を形成する（図１（ｄ））。この時、本実施形態ではポジ型レジストを用いているので、前記の付着異物５により描画プロセスの異物起因による余剰レジストパターン７が形成される。また、溶解したレジスト残渣や、スピン現像処理等の場合、チャンバー壁からの跳ね返り等によりレジスト現像プロセス起因の余剰レジストパターン８が基板上に形成される。
【００１６】
次に、レジストパターン６が形成された基板は、遮光膜エッチングプロセスにてドライエッチャーを用いてレジストパターン６から露出している遮光膜２をエッチングする。その結果、正常な遮光パターン９が形成されると共に、描画プロセスおよび現像プロセスで発生した異物付着等による余剰レジストパターンによって形成された余剰パターン欠陥１０が生じる（図１（ｅ））。
【００１７】
エッチング後、レジスト剥離液１１を用いてレジスト剥離プロセスでレジストパターンを除去し、続いて洗浄液１２により洗浄プロセスを行ない（図２（ｆ））、遮光膜をパターニングしたマスクを得る。このマスクには、正常な遮光パターン９と共に、マスク周辺部の複数箇所にアライメントマーク１３が形成され、さらに前記の余剰パターン欠陥１０が存在する。
次いで、正常な遮光パターン９のパターン寸法測定１４を行って、電子線描画のドーズ量とパターン寸法との関係を確認する（図２（ｇ））。
【００１８】
次に、パターン形成された上記のマスクを洗浄液２２によりレジスト塗布前の洗浄を行ない（図２（ｈ））、前回と同じポジ型電子線レジストを再び塗布し、前回と同じ膜厚のレジスト膜２３を形成する（図２（ｉ））。
次いで、上記のレジストを再塗布したマスクを前回と同じ電子線描画装置にセットし、前回描画し形成したアライメントパターン１３にパターン検出電子線１５を照射して検出し、パターン重ね合わせ作業を行ない（図３（ｊ））、前回と同じ描画データを用い、前回描画したドーズ量とパターン寸法との関係を参考にして、マスク要求寸法に適したドーズ量に変更して、再パターン描画２４を行なう（図３（ｋ））。再パターン描画時にも、描画プロセスでの異物２５の付着がレジスト２３の別な場所で発生する。
【００１９】
再パターン描画後、再レジスト現像プロセス処理を行ない、レジストパターン２６を形成する（図３（ｌ））。この時、前記の描画プロセス起因の付着異物２５による余剰レジストパターン２７と、レジスト現像プロセス起因の余剰レジストパターン２８が石英ガラス基板１上に形成される。また、前回の描画で形成された余剰パターン欠陥１０はレジストで被覆されずに露出された状態となる。
【００２０】
次に、遮光膜エッチングプロセスにて前回と同じドライエッチャーを用いて再遮光膜エッチング処理を行なうことにより、余剰パターン欠陥１０がエッチング除去される（図３（ｍ））。
【００２１】
続いて、再レジスト剥離および洗浄を行なうことにより、レジストパターン２６および余剰レジストパターン２７、２８は除去され、余剰パターン欠陥の無いマスクが得られる（図４（ｎ））。
次に、パターン寸法測定部１４’、位置精度測定部１６を最終パターン寸法測定し、位置精度測定してマスクパターン形成は完了する（図４（ｏ））。
本実施形態においては、マスクパターン形成プロセスにて発生する欠陥は、ランダムに発生し、同じ場所にプロセス起因欠陥が発生しないことから、マスクパターン形成プロセスを２回以上繰り返すことにより欠陥の無いマスクが形成される。
【００２２】
次に、異物付着防止のため、ペリクル装着前に洗浄をしてから、ペリクル１７を装着する（図４（ｐ））。ペリクル装着後に、検査用反射光１８と検査用透過光１９から得られるパターンイメージを比較検査して最終的な異物検査を行ない（図４（ｑ））、異物付着が無いことを確認してから梱包し、出荷する。
【００２３】
（実施形態２）
石英ガラス基板等の透明基板の一主面上に、ウェハ露光光に対して所定の透過率を有する、例えば、フッ化Ｃｒ膜、ＴａＳｉオキサイド膜、ＭｏＳｉオキサイド膜等のハーフトーン膜をスパッタリング法等で形成し、そのハーフトーン膜上に、スピンコーター等を用いてポジ型フォトレジストを塗布し、レジスト膜を形成する。
【００２４】
次に、電子線描画装置により、通常用いている任意のドーズ量で１回目のパターン描画を行なう。この時、描画プロセスでの異物の付着が生じる。電子線描画終了後、レジスト現像プロセスにてレジストパターンを形成する。本実施形態ではポジ型レジストを用いているので、付着異物により描画プロセスの異物起因による余剰レジストパターンが形成され、また、溶解したレジスト残渣や、現像時の跳ね返り等によりレジスト現像プロセス起因の余剰レジストパターンが基板上に形成される。
【００２５】
次に、レジストパターンが形成された基板は、パターン形成膜エッチングプロセスにてドライエッチャーを用いてパターン形成膜をエッチングする。その結果、正常なハーフトーンパターンが形成されると共に、描画プロセスおよび現像プロセスで発生した異物付着等による余剰レジストパターンによって形成された余剰パターン欠陥が生じる。
【００２６】
エッチング後、レジスト剥離液を用いてレジスト剥離プロセスでレジストパターンを除去し、続いて洗浄液により洗浄プロセスを行ない、パターン形成膜をパターニングしたマスクを得る。このマスクには、正常なハーフトーンパターンと共に、マスク周辺部の複数箇所にアライメントマークが形成されており、さらに前記の余剰パターン欠陥が存在する。
次いで、正常なマスクパターンのパターン寸法を測定し、電子線描画のドーズ量とパターン寸法との関係を確認する。
【００２７】
次に、パターン形成された上記のマスクを洗浄液によりレジスト塗布前の洗浄を行ない、前回と同じポジ型フォトレジストを再び塗布し、前回と同じ膜厚のレジスト膜を形成する。
次いで、上記のレジストを再塗布したマスクを前回と同じ電子線描画装置にセットし、前回描画し形成したアライメントパターンを検出して、パターン重ね合わせ作業を行ない、前回と同じ描画データを用い、前回描画したドーズ量とパターン寸法との関係を参考にして、マスク要求寸法に適したドーズ量に変更して、再度パターン描画を行なう。再パターン描画時にも、レジスト上に描画プロセスでの異物の付着が第１回目の描画時とは別な場所で発生する。
【００２８】
再パターン描画後、再レジスト現像プロセス処理を行ない、レジストパターンを形成する。この時、前記の描画プロセス起因の付着異物による余剰レジストパターンと、レジスト現像プロセス起因の余剰レジストパターンが石英ガラス基板上に形成される。また、余剰パターン欠陥はレジストで被覆されずに露出された状態となる。
【００２９】
次に、パターン形成膜エッチングプロセスにて前回と同じドライエッチャーを用いて再度パターン形成膜をエッチング処理することにより、余剰パターン欠陥がエッチング除去される。
【００３０】
続いて、再レジスト剥離および洗浄を行なうことにより、レジストパターンおよび余剰レジストパターンは除去され、余剰パターン欠陥の無いマスクが得られる。
次に、パターン寸法測定部、位置精度測定部を最終パターン寸法測定し、位置精度測定してマスクパターン形成は完了する。
【００３１】
次に、異物付着防止のため、ペリクル装着前に洗浄をしてから、ペリクルを装着する。ペリクル装着後に、検査用反射光と検査用透過光から得られるパターンイメージを比較検査して最終的な異物検査を行ない、異物付着が無いことを確認してから梱包し、出荷する。
【００３２】
以上、本発明に係わる製造方法を実施形態に基づきフォトマスクおよびハーフトーン位相シフトマスクを例に説明したが、本発明はこれらの例示した実施形態に何ら限定されるものではなく、各種の変形および変更態様を採ることが可能である。例えば、本発明の製造方法はレベンソン型や補助パターン型等の他の形態の位相シフトマスクの製造にも適用できるし、シリコン薄膜等に貫通孔でパターン形成するＥＰＬ用マスク等の次世代マスクの製造にも適用できるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、同一基板上にマスクパターン形成プロセスを２回以上行うことにより、マスク欠陥のほとんどを占めるマスク製作プロセス起因の欠陥が無くなることから、無欠陥マスクが確実に作製でき、高精度な欠陥検査装置や修正装置が不要となり、また致命的な欠陥によるマスクの再作製も不要になる。また、マスク製作プロセスを２回以上繰り返すことにより確実にマスク製作ができることから、納期の厳守、マスクコストの低減ができる。
【００３４】
また、次世代マスクであるＥＵＶ用マスクの反射型多層構造マスクやシリコンやシリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）等の薄膜上にパターン形成されるＥＰＬ用マスク等は、パターン検査や欠陥修正技術が確立されていないことから、これらのマスクでの欠陥発生は致命的であり、マスク製作は困難であるが、これらのマスク製作には、本発明によるところの２回以上のパターン形成プロセスによる余剰欠陥を発生させないマスク製作技術の適用効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法の一実施形態を説明する模式的な工程図である。
【図２】図１に続く本発明の製造方法の一実施形態を説明する模式的な工程図である。
【図３】図２に続く本発明の製造方法の一実施形態を説明する模式的な工程図である。
【図４】図３に続く本発明の製造方法の一実施形態を説明する模式的な工程図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 遮光膜（パターン形成膜）
３、２３ レジスト膜
４、２４ パターン露光描画
５、２５ 付着異物
６、２６ レジストパターン
７、２７ 描画プロセス異物起因余剰レジストパターン
８、２８ レジスト現像プロセス起因余剰レジストパターン
９ 正常な遮光パターン
１０ 余剰レジストパターンにより形成された余剰パターン欠陥
１１、２１ レジスト剥離液
１２、２２、３２ 洗浄液
１３ アライメントマーク
１４、１４’ パターン寸法測定部
１５ パターン検出電子線またはレーザ光
１６ 位置精度測定部
１７ ペリクル
１８ 検査用反射光
１９ 検査用透過光[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lithography mask used in the manufacture of semiconductor products, and more particularly, to a mask manufacturing method applicable to the manufacture of a photomask that can be supplied inexpensively and strictly adhered to a delivery date, and inspected and modified by a special mask structure. The present invention relates to a method of manufacturing a mask which can be applied to the production of a next-generation mask, which is difficult to perform.
[0002]
[Prior art]
At present, a photomask used in the manufacture of semiconductors, LSIs, and the like is a pattern forming film formed by depositing a thin metal film such as chromium on a transparent substrate such as quartz glass by a vacuum film forming method such as a sputtering method. A film is formed, a photoresist or an electron beam resist sensitive to light or electron beam energy is applied on the light-shielding film, and mask pattern data based on semiconductor device design data is written by a laser writing apparatus or an electron beam for mask writing. After performing pattern exposure and drawing by a drawing apparatus or the like, development processing is performed to form a resist pattern, and then, using this resist pattern as an etching mask, the light shielding film is etched and patterned by wet etching or dry etching. After that, the resist film is peeled off, and after cleaning, a defect inspection such as a dimension / position accuracy inspection, a pattern shape inspection is performed, and the detected pattern defect is corrected by a laser or FIB (focused ion beam) or the like. After the cleaning, the pellicle was mounted, and after the final appearance and foreign matter inspection, it was supplied to the user.
[0003]
This mask fabrication requires a long time because of many steps, and it is required to correct even fine pattern defects as the required accuracy of the mask increases.
However, foreign matter adheres when applying resist in the drawing process, foreign matter adheres when carrying the plate in a device that draws in a vacuum such as an electron beam lithography device, resist residue in the resist developing process, and chromium. For example, when a positive resist is used, an extra light-shielding film pattern is formed in a place where there is no pattern due to the generation of foreign matter in a light-shielding film dry etching apparatus such as a film. There is a problem that a defect (black spot defect) exists.
[0004]
For this reason, all masks manufactured by the conventional photomask manufacturing process are inspected by a high-precision defect inspection device, and the detected excess defects can be corrected by a defect correction device using a focused ion beam or a laser. It is indispensable (for example, see Patent Document 1).
However, there are fatal defects that cannot be corrected, such as pattern collapse, and some products need to be rebuilt from the beginning, making it impossible to guarantee the delivery date of masks and making them expensive in terms of rebuilding. As a result, there has been a problem that it has become impossible to respond to customer requests.
[0005]
On the other hand, as a lithography technique used for manufacturing semiconductors, the shorter the wavelength of light used for light exposure, the higher the resolution can be. Therefore, the exposure wavelength ranges from i-line (365 nm) to KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer. A laser (193 nm) has been developed, and an F 2 excimer laser (157 nm) has been developed. Then, development of EUV (Extreme Ultraviolet Lithography), EPL (Electron-Beam Projection Lithography), etc. as next-generation lithography technologies are being advanced. Next-generation masks used for EUV and EPL lithography are different from conventional masks in the mask material and structure. At present, no mask repair technology has been established, so the occurrence of mask defects is a fatal defect. Therefore, the above-described mask fabrication requires a mask fabrication technique that does not generate excess defects.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-64275
[Problems to be solved by the invention]
As described above, manufacturing photomasks (reticles) for manufacturing semiconductor products requires expensive equipment such as a drawing apparatus, a resist processing apparatus, a high-precision defect inspection apparatus, a high-precision defect correction apparatus, and a cleaning apparatus. Further, through the manufacturing / inspection process using these apparatuses, the delivery time of the mask is lengthened, and the mask unit price becomes expensive.
In the current mask manufacturing process, pattern defects occur in most masks, and the causes of the defects are local pattern surplus pattern defects remaining due to foreign matter adhesion in the drawing process, resist processing process, and dry etching process. Therefore, it is indispensable for all masks to use a pattern defect inspection apparatus and a defect removing and correcting apparatus. In addition, when a fatal defect occurs, rewriting is performed from drawing, so that there is a problem that the delivery time is significantly delayed and the cost is increased.
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem. Its purpose is to be able to omit inspection and repair processes in the mask manufacturing process, eliminate the need for expensive high-precision defect inspection equipment and defect repair equipment, and make it possible to manufacture masks at a reliable delivery date and at low cost. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a mask free from defects caused by a process.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, attention is paid to the fact that process defects occur randomly in a mask manufacturing process, and pattern drawing, resist development processing, and light-shielding film etching processing are repeated twice or more, so that pattern defects do not occur again in the same place. It is based on.
Therefore, by repeating the mask manufacturing process twice or more, the surplus defects generated in the first mask pattern forming process are removed in the second mask pattern forming process, and the surplus defects are eliminated. This eliminates the need for a pattern defect inspection step and a defect correction step.
An expensive and time-consuming high-precision defect inspection apparatus used for detecting a random surplus defect generated in a conventional one-time mask manufacturing process and a defect repair apparatus for correcting based on the inspection result are not required. Not only that, there is no need for re-manufacturing due to the occurrence of uncorrectable fatal defects, and masks without defects can be reliably manufactured by turning the mask manufacturing process twice or more, so low price with fixed delivery date Can be supplied.
[0009]
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a photomask according to the invention of claim 1 includes, in the production of a lithography mask, applying a resist on a substrate having a pattern forming film, performing pattern exposure drawing, and writing the resist. After developing to form a resist pattern, etching the pattern formation film, removing the resist, washing to form a mask pattern, then applying a resist again on the substrate provided with the mask pattern, and After overlapping, re-exposure and drawing are performed with the same drawing data as the above-described exposure and drawing, developed to form a resist pattern, and after etching the pattern forming film again, the resist is peeled off and washed to form a mask pattern. Method, resist application, pattern exposure drawing, resist development, etching and Resist stripping processes is obtained to carry out more than once.
[0010]
According to the method for manufacturing a photomask according to the second aspect of the present invention, in manufacturing a lithography mask, a resist is applied on a substrate having a pattern forming film, pattern exposure and drawing are performed at an arbitrary exposure amount or dose amount, and the resist is developed. After forming a resist pattern, etching the pattern forming film, peeling the resist, washing to form a mask pattern, after measuring the pattern dimension of the mask pattern, applying a resist again, the exposure amount or the dose amount After changing the conditions and superimposing the mask pattern, re-exposure drawing is performed with the same drawing data as the exposure drawing, developed to form a resist pattern, and the pattern forming film is etched again. In a mask manufacturing method of forming a mask pattern by changing the exposure amount or dose amount at the time of drawing, Masks fabricated resist coating, the pattern exposure drawing, resist development, is obtained by etching and resist stripping process be performed more than once.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a photomask manufacturing method, wherein a positive resist is applied on a substrate having a pattern forming film in manufacturing a lithography mask, and a minimum value within an allowable range of a required white portion pattern dimension specification is determined. Pattern exposure and drawing with the targeted exposure or dose, developing the resist to form a resist pattern, etching the pattern forming film, peeling and washing the resist to form a mask pattern, and forming a pattern of the mask pattern After the dimension measurement, a positive resist is applied again, and the conditions are changed to the exposure amount or the dose amount that becomes the final required dimension value with reference to the exposure amount or the dose amount and the pattern size, and the mask pattern is overlapped. Then, re-exposure drawing is performed using the same drawing data as the above-described exposure drawing, and developed to form a resist pattern. After the formed film is etched, the resist is peeled off and washed to form a mask pattern. By changing the exposure amount or dose amount at the time of drawing, resist application, pattern exposure drawing, resist Development, etching, and resist stripping are performed twice or more.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking an example of a photomask (reticle) as an original for transferring a predetermined integrated circuit pattern onto a wafer in an exposure step in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit. 1 to 4 are schematic process diagrams illustrating an embodiment of the manufacturing method of the present invention.
[0013]
On one main surface of a transparent substrate 1 such as a quartz glass substrate, a light shielding film 2 such as a chromium single layer film, a chromium / chromium oxide two-layer film, and a chromium oxide / chromium / chromium oxide three-layer film is formed. The provided mask blanks are prepared (FIG. 1A), and a positive electron beam resist is applied on the light shielding film 2 using a spin coater or the like to form a resist film 3 (FIG. 1B). .
[0014]
Next, the drawing condition of the first pattern exposure drawing 4 is set so as to target the minimum value within the allowable range value of the final white part pattern size specification required for the photomask of the present embodiment, and to perform the dose of the electron beam. Drawing is performed with the amount set (FIG. 1C).
In the case of electron beam lithography, a resist-coated substrate is inserted into the load lock, the vacuum pressure in the load lock chamber is reduced to a level equivalent to the drawing chamber pressure, and then the substrate is inserted, and electron beam lithography 4 is performed. At this time, since the airflow moves in the chamber, foreign matter 5 adheres in the drawing process. These adhering foreign substances 5 block the electron beam for pattern drawing, and the resist thereunder is not exposed.
[0015]
After completion of the electron beam drawing, a resist pattern 6 is formed by a resist development process (FIG. 1D). At this time, since the positive resist is used in the present embodiment, the extraneous resist pattern 7 due to the foreign matter in the drawing process is formed by the foreign matter 5 attached. In addition, in the case of a dissolved resist residue, spin development, or the like, an excessive resist pattern 8 due to the resist development process is formed on the substrate due to rebound from a chamber wall or the like.
[0016]
Next, the light-shielding film 2 exposed from the resist pattern 6 is etched on the substrate on which the resist pattern 6 is formed by using a dry etcher in a light-shielding film etching process. As a result, a normal light-shielding pattern 9 is formed, and a redundant pattern defect 10 formed by a redundant resist pattern due to adhesion of a foreign substance generated in the drawing process and the developing process occurs (FIG. 1E).
[0017]
After the etching, the resist pattern is removed by the resist stripping process using the resist stripping solution 11, and then the cleaning process is performed with the cleaning solution 12 (FIG. 2F) to obtain a mask in which the light shielding film is patterned. In this mask, alignment marks 13 are formed at a plurality of locations around the mask together with a normal light-shielding pattern 9, and the above-mentioned excess pattern defect 10 is present.
Next, the pattern size measurement 14 of the normal light shielding pattern 9 is performed to confirm the relationship between the dose amount of electron beam drawing and the pattern size (FIG. 2 (g)).
[0018]
Next, the above-mentioned patterned mask is cleaned with a cleaning liquid 22 before the application of the resist (FIG. 2 (h)), and the same positive electron beam resist as that of the previous time is again applied to form a resist film having the same thickness as the previous time. 23 are formed (FIG. 2 (i)).
Next, the mask on which the resist has been re-applied is set in the same electron beam lithography apparatus as the previous time, and the alignment pattern 13 drawn and formed last time is irradiated with the pattern detection electron beam 15 to be detected. 3 (j), using the same drawing data as the previous time, referring to the relationship between the previously drawn dose amount and the pattern size, changing the dose amount to the mask required size, and performing re-pattern drawing 24. (FIG. 3 (k)). At the time of re-pattern drawing, adhesion of the foreign matter 25 in the drawing process occurs in another place of the resist 23.
[0019]
After the re-pattern drawing, a re-resist development process is performed to form a resist pattern 26 (FIG. 3 (l)). At this time, an excess resist pattern 27 due to the attached foreign matter 25 caused by the drawing process and an excess resist pattern 28 caused by the resist development process are formed on the quartz glass substrate 1. The surplus pattern defect 10 formed in the previous drawing is exposed without being covered with the resist.
[0020]
Next, by performing the light-shielding film etching process again using the same dry etcher as the previous one in the light-shielding film etching process, the excess pattern defect 10 is removed by etching (FIG. 3 (m)).
[0021]
Subsequently, the resist pattern 26 and the surplus resist patterns 27 and 28 are removed by performing the resist re-stripping and cleaning again, and a mask having no surplus pattern defect is obtained (FIG. 4 (n)).
Next, the final pattern dimension is measured by the pattern dimension measuring unit 14 'and the positional accuracy measuring unit 16, and the positional accuracy is measured, thereby completing the mask pattern formation (FIG. 4 (o)).
In the present embodiment, the defects generated in the mask pattern forming process occur randomly, and no process-induced defects occur in the same place. Therefore, by repeating the mask pattern forming process twice or more, a mask having no defect can be obtained. It is formed.
[0022]
Next, in order to prevent foreign matter from adhering, the pellicle is washed before mounting the pellicle, and then the pellicle 17 is mounted (FIG. 4 (p)). After mounting the pellicle, the pattern image obtained from the reflected light for inspection 18 and the transmitted light for inspection 19 are compared and inspected to perform a final foreign matter inspection (FIG. 4 (q)), and after confirming that there is no foreign matter adhesion. Pack and ship.
[0023]
(Embodiment 2)
A halftone film, such as a Cr fluoride film, a TaSi oxide film, or a MoSi oxide film, having a predetermined transmittance to wafer exposure light, is formed on one main surface of a transparent substrate such as a quartz glass substrate by a sputtering method or the like. And a positive photoresist is applied on the halftone film using a spin coater or the like to form a resist film.
[0024]
Next, the first pattern drawing is performed by an electron beam drawing apparatus at an arbitrary dose that is usually used. At this time, foreign matter adheres in the drawing process. After the electron beam drawing, a resist pattern is formed by a resist development process. In the present embodiment, since a positive resist is used, an extra resist pattern is formed due to foreign matter in the drawing process due to adhered foreign matter, and an excess resist pattern caused by the resist developing process due to dissolved resist residue or bounce during development. A pattern is formed on the substrate.
[0025]
Next, on the substrate on which the resist pattern is formed, the pattern forming film is etched using a dry etcher in a pattern forming film etching process. As a result, a normal halftone pattern is formed, and a surplus pattern defect formed by a surplus resist pattern due to adhesion of a foreign substance or the like generated in the drawing process and the developing process occurs.
[0026]
After the etching, the resist pattern is removed by a resist stripping process using a resist stripping solution, and then a cleaning process is performed with a cleaning solution to obtain a mask in which a pattern forming film is patterned. In this mask, alignment marks are formed at a plurality of locations around the mask together with a normal halftone pattern, and the above-mentioned extra pattern defect exists.
Next, the pattern size of the normal mask pattern is measured, and the relationship between the dose amount of electron beam writing and the pattern size is confirmed.
[0027]
Next, the above-mentioned patterned mask is cleaned with a cleaning liquid before applying the resist, and the same positive type photoresist as that of the previous time is again applied to form a resist film having the same thickness as the previous time.
Next, the mask on which the resist was re-applied was set in the same electron beam lithography apparatus as in the previous time, the alignment pattern formed by drawing in the previous time was detected, a pattern overlaying operation was performed, and the same drawing data as in the previous time was used. Referring to the relationship between the drawn dose and the pattern size, the dose is changed to a dose suitable for the required mask size, and pattern drawing is performed again. Also at the time of re-pattern drawing, adhesion of foreign matter in the drawing process on the resist occurs in a place different from that at the time of the first drawing.
[0028]
After the re-pattern drawing, a re-resist development process is performed to form a resist pattern. At this time, an excess resist pattern due to the adhering foreign matter due to the drawing process and an excess resist pattern due to the resist development process are formed on the quartz glass substrate. In addition, the surplus pattern defects are exposed without being covered with the resist.
[0029]
Next, in the pattern forming film etching process, the pattern forming film is etched again using the same dry etcher as the previous one, so that excess pattern defects are removed by etching.
[0030]
Subsequently, the resist pattern and the surplus resist pattern are removed by performing the resist re-stripping and cleaning again, and a mask having no surplus pattern defect is obtained.
Next, the final pattern dimension is measured by the pattern dimension measuring unit and the position accuracy measuring unit, and the position accuracy is measured to complete the mask pattern formation.
[0031]
Next, the pellicle is mounted after cleaning before mounting the pellicle to prevent foreign matter from adhering. After the pellicle is mounted, a pattern image obtained from the reflected light for inspection and the transmitted light for inspection is compared and inspected, and a final foreign matter inspection is performed. After confirming that there is no foreign matter attached, packing and shipping are performed.
[0032]
As described above, the manufacturing method according to the present invention has been described by taking a photomask and a halftone phase shift mask as examples based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these exemplified embodiments at all, and various modifications and Modifications are possible. For example, the manufacturing method of the present invention can be applied to the manufacture of other types of phase shift masks such as the Levenson type and the auxiliary pattern type. It can also be applied to manufacturing.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by performing the mask pattern formation process on the same substrate twice or more, defects due to the mask manufacturing process, which occupy most of the mask defects, are eliminated. This eliminates the need for a high-precision defect inspection device or repair device, and eliminates the need to re-create a mask due to a fatal defect. Further, since the mask can be reliably manufactured by repeating the mask manufacturing process two or more times, the delivery date can be strictly observed and the mask cost can be reduced.
[0034]
In addition, pattern inspection and defect correction techniques have been established for the reflection type multilayer structure mask of the EUV mask which is the next generation mask and the EPL mask which is formed on a thin film such as silicon or silicon nitride (SiNx). Therefore, the generation of defects in these masks is fatal and it is difficult to fabricate the masks. However, these masks do not produce extra defects due to the two or more pattern forming processes according to the present invention. The effect of applying the mask manufacturing technology is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic process diagram illustrating an embodiment of a manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic process diagram illustrating one embodiment of the manufacturing method of the present invention following FIG.
FIG. 3 is a schematic process diagram illustrating one embodiment of the production method of the present invention following FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic process diagram illustrating one embodiment of the manufacturing method of the present invention following FIG.
[Explanation of symbols]
1 transparent substrate 2 light-shielding film (pattern forming film)
3, 23 resist film 4, 24 pattern exposure drawing 5, 25 adhered foreign matter 6, 26 resist pattern 7, 27 drawing process foreign resist excess resist pattern 8, 28 resist developing process excess resist pattern 9 normal light shielding pattern 10 excess resist pattern Pattern defects 11, 21 Resist stripping solution 12, 22, 32 Cleaning solution 13 Alignment mark 14, 14 'Pattern dimension measurement unit 15 Pattern detection electron beam or laser beam 16 Position accuracy measurement unit 17 Pellicle 18 Reflected light for inspection 19 transmitted light for inspection
